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Detail

Technology of 150W GaN HEMT device for S-band

Manager
Dong Min Kang
Participants
Dong Min Kang, Hae Cheon Kim, Min Byoung-Gue, Hyung Sup Yoon, Jongmin Lee, Jong-Won Lim, Jang Yoo Jin, Kyu Jun Cho
Transaction Count
1
Year
2020
Project Code
17ZB1700, 수요자 중심 화합물 반도체 부품산업기반강화, Dong Min Kang
19HB2900, Development of Millimeter Wave 5G Components Using Compound Semiconductor Process, Dong Min Kang
S-band 150W GaH HEMT 기술
- GaN HEMT 소자 기술
- GaN HEMT 공정 기술
- GaN HEMT 측정 기술
- 이동통신 기지국용 전력 증폭기 제작에 사용되는 전력소자는 현재 Si 기술을 기반으로 한 LDMOS가 주로 사용되고 있으나, 향후 고주파수 특성, 전력밀도, 전력효율, 선형성뿐만 아니라 다양한 환경에 적용을 위하여 필요한 온도특성, 내환경 특성 등이 우수한 GaN 등의 wideband gap 반도체 기술을 이용한 전력트랜지스터로 대체되어 발전하고 있는 추세임.
GaN, AlN, InN 등의 III-V족 질화물 반도체와 SiC를 비롯한 탄화물에 대한 연구는 1960년대부터 이들의 성장과 특성에 중점을 두고 수행되어 오고 있으며, 그 중 GaN는 3.4eV의 넓은 에너지갭을 갖는 반도체로서 고온(>700℃)에서 안정된 화합물일 뿐 아니라 5MV/cm2 이상의 breakdown 전압과 함께 2.5x107cm/Vsec의 높은 포화전자속도와 ~1,000cm2/VS의 전자이동도등의 특성을 바탕으로 1990년 대 이후 전자 및 광소자의 응용 가능성이 보이면서 선진 각국에서 중점적으로 연구를 수행하고 있으며 그 활용 분야가 광범위함.
S-band 150W GaN HEMT 기술
- 동작주파수 : DC ~ 5 GHz
- 출력전력 : > 150 Watt (51.76 dBm)
- 소신호이득(Gain) : > 10 dB
- 효율(Drain Efficiency) : > 60 %
- 차단주파수(fT): > 10 GHz
- 최대발진주파수(fmax): > 30 GHz
- 드레인 포화전류(Idss) : > 500 mA/mm
- 트랜스컨덕턴스(Gm) : > 150 mS/mm
- 문턱전압(Vth) : -3.5 ± 1 V
- 게이트 길이(Lg) : 0.5 ± 0.1 ?m

S-band 150W GaN HEMT 기술
- S-band용 GaN HEMT 소자 Layout
- S-band용 GaN HEMT 소자 공정 Runsheet
- S-band용 GaN HEMT 소자 공정 실습 및 교육
- S-band용 GaN HEMT 소자 시험절차 및 결과서
- S-band용 GaN HEMT 소자 공정기술서
- S-band용 GaN HEMT 소자 공정 완료된 웨이퍼 1장
- 관련 기술문서 및 지적재산(TM/TDP, 특허)
- 본 이전기술은 이동통신시스템 기지국의 송신기 전력 모듈, 레이더의 전력 모듈 등으로 활용되어, 이들 분야에서의 부품 기반기술 확보 및 시스템 기술 선도함.
- 고전력 GaN HEMT 소자 기술의 개발로 기지국/중계기용 전력소자의 수입대체 효과 및 제조원가의 절감으로 부가 가치를 극대화 함. 2009년 현재 국내 SK텔레콤은 이동통신 노후망 교체와 차세대 네트워크 초기 투자로 전년대비 25%늘어난 1조9000억원을 투자할 예정이며 LG텔레콤은 올해 일반기지국 320개 및 멀티모드 기지국 600개를 증설하고 2만여개 인빌딩 중계기 설치와 광중계기 증설 등 총 6,000억원의 투자를 집행할 예정임.